EP4161816A1 - Lenksäule für ein kraftfahrzeug - Google Patents

Lenksäule für ein kraftfahrzeug

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EP4161816A1
EP4161816A1 EP21730138.1A EP21730138A EP4161816A1 EP 4161816 A1 EP4161816 A1 EP 4161816A1 EP 21730138 A EP21730138 A EP 21730138A EP 4161816 A1 EP4161816 A1 EP 4161816A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
guide
jacket
steering column
column according
guide track
Prior art date
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Granted
Application number
EP21730138.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4161816B1 (de
Inventor
Benjamin Deeg
Eric Caron
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Presta AG
Original Assignee
ThyssenKrupp AG
ThyssenKrupp Presta AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp AG, ThyssenKrupp Presta AG filed Critical ThyssenKrupp AG
Publication of EP4161816A1 publication Critical patent/EP4161816A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4161816B1 publication Critical patent/EP4161816B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
    • B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
    • B62D1/16—Steering columns
    • B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/181—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable with power actuated adjustment, e.g. with position memory
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B62D1/16—Steering columns
    • B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/185—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable adjustable by axial displacement, e.g. telescopically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
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    • B62D1/16—Steering columns
    • B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/19—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable incorporating energy-absorbing arrangements, e.g. by being yieldable or collapsible
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B62D1/16—Steering columns
    • B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
    • B62D1/183—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable adjustable between in-use and out-of-use positions, e.g. to improve access

Definitions

  • the invention relates to a steering column for a motor vehicle, comprising a casing unit, in which a steering spindle is rotatably mounted about a longitudinal axis extending in the longitudinal direction and which has at least two casings which are adjustable in the longitudinal direction by an adjustment path relative to one another, with a part designed as a transition section section of the adjustment path, the jackets are guided with greater play than in a section of the adjustment path designed as a functional section.
  • a steering column for a motor vehicle has a steering shaft with a steering spindle, at de ren rear end facing the driver in the direction of travel, a steering wheel for introducing a steering command by the driver is attached.
  • the steering spindle is rotatably mounted in a Mantelein unit with which it forms an actuating unit.
  • the jacket unit is held by a support unit attached to the vehicle body.
  • Adjustable Lenkklan allow adjustment of the steering wheel position relative to the vehicle body by adjusting the jacket unit relative to the support unit.
  • the steering column adjustable in the longitudinal direction, i.e. in the axial direction of the steering spindle or in the direction of the longitudinal axis, in order to adapt the steering wheel in the operating position to the driver's position in manual ferry operation for convenient manual steering intervention.
  • autonomous vehicles in autonomous ferry operation, if there is no manual steering intervention, the steering column can be pushed further together by further adjustment in the longitudinal direction from the operating position in order to bring the steering wheel into a stowed position outside of the operating position and to free up the vehicle interior for other use .
  • a jacket unit with a telescopic arrangement of jackets is known from DE 102018211 041 A1, for example, for longitudinal adjustment and for stowing.
  • These jackets comprise an outer jacket tube, also referred to as a lower jacket, which is supported on the body at the front in the direction of travel and into which an upper jacket constructed as an inner jacket tube is immersed in a telescopically adjustable manner in the longitudinal direction.
  • a motor-driven adjustment drive is provided, which is designed as a spindle drive and engages the casing pipes in the longitudinal direction.
  • a maximum adjustment can be made by means of the adjustment drive up to a driver-side end position in which the jackets are pulled apart up to a maximum of egg nem end stop.
  • the maximum possible adjustment range between the stowed position and the end position defines the adjustment path of the steering column.
  • the steering column is adjusted so that the steering wheel is in an individual operating position within an operating area which defines an adjustment range of ergonomically meaningful operating positions for entering steering commands.
  • the operating area is provided by a defined functional section of the adjustment and is also referred to as the comfort area.
  • Another functional section of the adjustment can be located in the area of the stowed position.
  • the sub-area of the adjustment path which is located in the transition between the operating area and the stowed position, forms a transition section of the adjustment.
  • the transition section will only run through during the transition outside the functional section, a lower stiffness is acceptable there.
  • the practical implementation requires a complex processing of the jackets to form functional and transition sections with different dimensions and fits of the jacket tubes, and an individual design of the jacket tubes for use in steering columns with different lengths of control and transition areas.
  • a steering column for a motor vehicle comprising a casing unit in which a steering spindle is rotatably mounted about a longitudinal axis extending in the longitudinal direction and which has at least two casings which are guided in the longitudinal direction to be adjustable relative to one another by an adjustment path, with a section formed as a transition section of the Adjustment path the jackets are guided with greater play than in a section of the adjustment path designed as a functional section
  • one jacket has a guide track
  • another jacket has a guide element which, guided in the longitudinal direction, engages in the guide track and thereby in the guide track has a guide play which is greater in a transition section than in a functional section.
  • the guide is not generated by the jacket tubes themselves, as in the prior art, but by a guide device provided functionally independently of this on the jackets.
  • a guide track elongated in the longitudinal direction can be fixed to one of the jackets, and a guide element corresponding to this guide track and cooperating in a guide engagement on another jacket.
  • the interaction of the guide track and the guide element makes it possible to provide forced guidance in the longitudinal direction, which can be optimized with regard to its specific guide characteristics over the adjustment path, regardless of the other design of the sheaths.
  • the guide play existing between the guide track and guide element can be enlarged in sections in order to generate a play-containing, loose form fit in a transition section, which has a low friction with respect to a relative adjustment of the shells.
  • a rigid connection of the sheaths in a functional section can be created solely through a precisely fitting coordination of guide track and guide element with little play.
  • the guide track and the guide element can be manufactured and adapted with less effort, for example, to provide functional and transition sections of different lengths than would be required by machining the casing pipes in the prior art. As a result, the manufacturing effort can be reduced and the flexibility of use can be increased.
  • the jackets can include at least an upper jacket and a lower jacket.
  • the upper coat denotes the rear with respect to the direction of travel, driver-side Man tel, and the lower coat denotes the front, vehicle-side or body-side coat in the direction of travel.
  • at least one intermediate jacket preferably telescopically adjustable in the longitudinal direction, can be inserted between the two jackets, for realizing a multiple extension with a large adjustment range.
  • guide tracks and guide elements can be arranged on the jackets and intermediate jackets.
  • the guide track and the guide element are designed in such a way that an adjustment takes place without damage in the transition section and in the functional section, i.e. the guide track and the guide element are undamaged to one another after an adjustment, i.e. essentially no permanent deformation occurs, which the guide function noticeably influenced.
  • the wear due to the sliding contact after a large number of adjustment operations is not to be understood as damage. In other words, there is no energy absorption by plastic deformation between the guide element and the guide track in order to reduce energy input due to an accident in deformation work.
  • the guide track and the guide element are out of contact with one another in the transition section, that is to say they do not touch one another.
  • a sliding guide with clearance can be formed.
  • the jackets can comprise telescopic jacket tubes.
  • a telescopic arrangement of the jacket unit comprises at least one outer jacket tube and an inner jacket tube that can be telescoped therein in the longitudinal direction, and in a multiple telescope one or more intermediate jacket tubes inserted between them.
  • the jacket pipes can have a circular, oval or polygonal cross section.
  • a guide track according to the invention and a guide element can be arranged corresponding to one another on the inside on an outer jacket and on the outside on an inner jacket immersed therein.
  • the guide track and the guide element form a form fit that is effective in the circumferential direction.
  • a form fit in the circumferential direction can be achieved, for example, by engagement between the guide element and the guide track in the radial direction Direction with respect to the longitudinal axis are generated. In this way, an anti-twist device can be created between the jackets.
  • the guide play between the guide track and the guide element can exist in the circumferential direction.
  • Such a guide play can be formed out with advantageously little effort, for example in the case of a form fit that is effective in the circumferential direction.
  • a loose form fit with a relatively large guide play can be implemented through an air gap between the guide track and element, whereas in a functional area a small amount of play is specified between the guide surfaces of the guide track and element directed against each other in the circumferential direction, for example also by a low-play or Backlash-free tensioning of the guide surfaces by means of a pre-tensioning force.
  • the radial play between the jackets can be kept unchanged, so that the manufacturing effort can be lower than in the prior art for the un ferent radial play required processing of the casing tubes to provide functional and transition sections.
  • the guide track has an elongated guide groove into which a guide projection of the guide element engages and which has a smaller groove width in sections.
  • the guide groove extends in the longitudinal direction and is open radially with respect to the longitudinal axis.
  • the corresponding guide projection can, for example, be peg-shaped or web-shaped and protrude radially into the guide groove.
  • the guide groove is fixed in the longitudinal direction and preferably also in the circumferential direction on the outside of an inner jacket or on the inside of an outer jacket, and the corresponding guide projection correspondingly radially opposite one another on the other jacket.
  • the lateral guide play ie the guide play existing in the circumferential direction between the groove flanks of the guide groove and the guide projection
  • a functional section is provided outside such a functional section.
  • a transition section with greater guide play can be provided simply by a larger groove width, in which the guide projection laterally, i.e. in the circumferential direction, has an air gap to the groove flanks, so that there is a loose form fit. It is advantageous here that a guide groove with different groove widths can be produced with little effort. A reliable and precise longitudinal guidance can be guaranteed during operation.
  • the guide groove can be closed at the end in order to provide a longitudinal stop for the guide projection, preferably at both ends, or only at one end.
  • the guide track has an elongated guide projection which engages in a guide recess of the guide element and which has a larger web width in sections.
  • the guide projection is in the longitudinal direction, it stretches, and protrudes radially with respect to the longitudinal axis, and can for example be web-like or rail-like.
  • the corresponding guide recess can, for example, be groove-shaped and encompass the guide projection, i.e. the guide projection protrudes radially into the guide recess.
  • the guide projection is fixed in the longitudinal direction and preferably also in the circumferential direction on the outside of an inner jacket or on the inside of an outer jacket, and the corresponding guide recess is correspondingly radially opposite on the other jacket.
  • the lateral guide play that is to say the play existing in the circumferential direction between the groove flanks of the guide groove and the guide projection
  • a functional section can be provided outside such a functional section.
  • a transition section with greater guide play can be provided simply by having a smaller width, in which the guide projection has an air gap laterally, i.e. in the circumferential direction, to the flanks of the guide recess, so that there is a loose form fit. It is advantageous here that a guide projection with different widths can be produced with little effort. A reliable and precise longitudinal guidance during operation can be guaranteed
  • a smaller guide play is formed in one end section or in both end sections of the guide track.
  • the length of the guide track is dimensioned so that the guide element can be moved along the adjustment path of the jacket unit therein.
  • a functional section can be formed in the end area of the guideway in that the guide element is located when the operating area of the steering column is set, that is, the jackets are pulled apart. It can also be provided that a functional section is also implemented in the other end section, which corresponds to the pushed together stowed position of the jackets, in order to enable secure and vibration-free fixing in the stowed position.
  • the guide track has a guide track body and / or the guide element has a guide element body that is attached to a Sheath is attached or formed.
  • the guideway body is designed to be elongated in the longitudinal direction and can, for example, comprise a profile body with a guide groove or / and a guide projection.
  • the guide element body can be designed with a guide projection or a guide recess.
  • an advantageous embodiment is that the guide track body and / or the guide element body is formed separately and connected to a jacket.
  • the length of functional and transition sections on the guide track body and / or the guide element body can initially be specified independently of the jacket pipe arrangement. The fixation on the jackets can then take place, whereby the jacket unit can be equipped with a predetermined guide characteristic.
  • One advantage is that different leadership characteristics can be achieved simply by adapting the leadership accordingly, with otherwise unchanged coats. As a result, the design, manufacturing and storage costs can be reduced, and the flexibility of the application can be increased.
  • connection between the guide track and / or guide element body and a one telrohr can be made by means of fastening elements or other preferably form-fitting and / or cohesive connection methods.
  • the guide track body and / or the guide element body are formed from a material different from a jacket.
  • a material different from a jacket for example, an optimized sliding guide between the guideway and guide element can be implemented.
  • the jackets are mostly made of steel, aluminum or magnesium alloys
  • the guide tracks or elements can comprise a non-ferrous metal, or preferably a plastic. Due to the good sliding and guiding properties of such a material pairing, a low-play, stiff and easily adjustable guide can be provided.
  • a motorized adjustment drive can be provided which is coupled to the jackets in such a way as to adjust the jackets relative to one another, at least in the longitudinal direction.
  • the adjustment drive can for example comprise a spindle drive with a spindle nut arranged on a threaded spindle and an electric drive motor by which the threaded spindle and the spindle nut can be driven to rotate relative to one another.
  • adjusting drives are known in principle in the prior art and are considered reliable and robust.
  • the spindle nut is attached to one jacket so that it cannot be displaced in the longitudinal direction, and the threaded spindle is attached to the other jacket tube which can be telescoped for this purpose.
  • the spindle nut or the threaded spindle is driven in rotation by a drive motor via a suitable gear, for example a worm or belt gear, whereby the threaded spindle or spindle nut, which is fixed relative to the rotation, is moved translationally in the direction of the spindle axis, and depending on the rela In the direction of rotation, the jackets are moved together or apart in the longitudinal direction.
  • a suitable gear for example a worm or belt gear
  • an energy absorption device is arranged between the guide track or the guide element and a jacket.
  • the energy absorption does not take place between the guide track and the guide element, but rather in terms of force flow and / or spatially between the guide track or the guide element and one of the jackets.
  • energy absorption elements known per se for example stretching, bending, squeezing and / or tearing elements, which are plastically deformed with energy absorption only in the event of a crash, are plastically deformed.
  • a body impacting the steering wheel in the event of a crash can be braked in a defined manner in order to reduce the risk of injury.
  • Figure 1 shows a steering column according to the invention in a schematic perspective
  • FIG. 2 the steering column according to FIG. 1 in a further perspective view
  • Figure 3 shows the steering column according to Figure 2 in a partially exploded view
  • FIG. 4 shows an enlarged section of FIG. 3
  • FIG. 5 shows a cross section Q-Q through the steering column according to FIGS. 2 and 6,
  • FIGS. 1 and 2 shows the steering column according to FIGS. 1 and 2 in a partially cut-away side view
  • FIG. 7 shows an enlarged detailed view of the guide device from FIG. 6
  • FIG. 8 shows a guide device in a second embodiment in a view analogous to FIG. 7.
  • Figures 1 and 2 show a steering column 1 according to the invention in different perspective views obliquely left behind (Figure 1) and obliquely right behind (Figure 2), related to the direction of travel, and in Figure 3 in a partially transverse to the direction of travel apart Exploded view.
  • FIG. 3 shows a partially schematically cut-open steering column 1 in a view from the left (the side visible in FIGS. 2 and 3), and FIG. 5 shows an enlarged view thereof.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional view Q-Q according to FIG. 6 or 2.
  • the steering column 1 comprises a two-part support unit 2 with fastening means, namely loading fastening openings 21 for attachment to a vehicle body, not shown.
  • a jacket unit 3 is held by the support unit 2 and has an outer jacket 31, also referred to as the lower jacket, which is located at the front in the direction of travel and an inner jacket 32, which is also referred to as the upper jacket.
  • an outer jacket 31 also referred to as the lower jacket
  • an inner jacket 32 which is also referred to as the upper jacket.
  • a steering spindle 33 is rotatable about a longitudinal axis L extending in the longitudinal direction, which has a connection section 34 at its rear end section for attaching a steering wheel, not shown.
  • the inner jacket 32 is designed as a jacket tube with a base body with a round pipe cross-section and is received for longitudinal adjustment in the outer jacket 31 and telescopically adjustable in the longitudinal direction, as indicated by the double arrow.
  • a setting position which is an operating or operating position, as shown in the figures, the jacket is pulled relatively far out of the outer jacket, ie to the right in FIG. 1 and to the right in FIGS. 2 to 4 and 6 to 8.
  • a motorized adjustment drive 5 is provided, which is designed as a spindle drive with a spindle nut 52 which can be driven in rotation by an electric motor 51 and is supported on the outer jacket 31 in the longitudinal direction, in which a longitudinally extending spindle nut 52 is attached to the inner jacket 32 in the longitudinal direction and non-rotatably fixed threaded spindle del 53 engages.
  • a guide device 4 comprises a guide track which is formed in the longitudinal direction elongated guide groove 41.
  • This guide groove 41 has a groove cross-section open ra dial towards the longitudinal axis, also referred to as a guide cross-section, and is formed in a guide track body 42 which is fixed to the outer casing 31 by means of a carrier element 43 in the longitudinal direction and in the circumferential direction with respect to the longitudinal axis L.
  • a guide element in the form of a guide projection 44 is fixed in the longitudinal and circumferential directions radially with respect to the longitudinal axis L above.
  • the guide projection 44 has the shape of a longitudinally elongated pin with a width G transverse to the longitudinal direction, i.e. measured in the circumferential direction.
  • the guide projection 44 protrudes radially outward from a guide element body 45 and dips into the guide groove 41 from the inside in such a way that it is positively guided therein so that it can move in the longitudinal direction, i.e. is positively supported in the circumferential direction.
  • the guide track body 42 can be formed from a plastic, at least in the area of the guide groove 41.
  • the guide projection 44 can be formed from a plastic at least in the contact area with the guide groove 41.
  • a metal can be used or the guide track body 42 is formed from a metal, for example as a cast component or an extruded part.
  • the guide element body 45 is fixed on the outside of the inner jacket 32 in the longitudinal and circumferential directions via an energy absorption device 6.
  • the energy absorption device 6 has a profile rail 61 which is fixedly attached to the inner jacket 32 and which has a slot 62 which is elongated in the longitudinal direction.
  • a bolt-shaped expansion element 63 is pressed into this slot 62 and protrudes on the inside of the guide element body 45 facing away from the guide projection 44. Because the expansion element 63 is oversized relative to the width of the slot 62 and is pressed into the slot 62 with local deformation, the guide element body is fixed to the inner casing 32 via the profile rail in the longitudinal direction.
  • the threaded spindle 53 of the adjustment drive 5 engages the inner jacket 32 via this guide element body 45 and the energy absorption device 6 for longitudinal adjustment. Only in the event of a crash, when the inner jacket 32 is pushed into the outer jacket 31 with an extremely high force peak, is the expansion element 63 plowed along with plastic expansion in the longitudinal direction through the slot 62, as indicated by the arrow in FIG Energy is absorbed.
  • the carrier element 43 is omitted for better visibility, and the carrier element body 42 is schematically cut open lengthways, i.e. shown radially open from the outside, so that the view into the otherwise outwardly closed guide groove 41 is exposed.
  • the guide groove 41 has a functional section A, which extends over a portion of its length, which corresponds to the operating area shown, in which the jackets 31 and 32 can be adjusted in the longitudinal direction relative to each other for setting the steering wheel position.
  • the guide groove 41 has a groove width W1 transversely to the longitudinal axis L, measured in the circumferential direction.
  • This groove width W1 is matched to the width G of the guide projection 44 with a small amount of guide play, so that the guide projection 44 is slidably guided in the longitudinal direction, and the guide produces a high degree of rigidity for the casing unit 3.
  • the amount of the lead game results from the difference W1 - G.
  • a transition section B adjoins the functional section A in the insertion direction, which is indicated by the arrow on the guide projection 44, and in which the inner jacket 32 is moved into the outer jacket 31 when moving together.
  • the entire possible adjustment path essentially corresponds to the sum of sections A + B.
  • the groove width W2 in this transition section B is greater than the groove width W1.
  • the guide projection 44 in the transition section B preferably also has a distance from the groove bottom of the guide groove 41, and in the functional section A the guide section 44 has contact with the groove bottom of the guide groove 41, as can be seen in FIG.
  • the play between the guide projection 44 and the guide groove 41 is not solely determined by the contact of the guide projection 44 on the groove flanks of the guide groove 41, but also by the contact or the existing play between the guide projection 44 and the groove bottom of the guide groove 41.
  • the guide groove 41 has a groove width W3 which is smaller than the groove width W2 in the transition section B, which means that there is little play in guidance and support the stowage position is enabled.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Controls (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Lenksäule (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Manteleinheit (3), in der eine Lenkspindel (33) um eine in Längsrichtung erstreckte Längsachse (L) drehbar gelagert ist und die mindestens zwei in Längsrichtung um einen Verstellweg relativ zueinander verstellbar geführte Mäntel (31, 32) aufweist, wobei in einem als Übergangs- abschnitt ausgebildeten Teilabschnitt des Verstellwegs die Mäntel (31, 32) mit einem größeren Spiel geführt sind als in einem als Funktionalabschnitt ausgebildeten Teilabschnitt des Verstellwegs. Um eine angepasste Führung mit geringerem Aufwand und erhöhter Flexibilität zu ermöglichen, schlägt die Erfindung vor, dass ein Mantel (31) eine Führungsbahn (41) aufweist, und ein anderer Mantel (32) ein Führungselement (44) aufweist, welches in Längsrichtung geführt in die Führungsbahn (41) eingreift und dabei in der Führungsbahn (41) ein Führungsspiel (W1-G, W2-G, W3-G) hat, welches in einem Übergangsabschnitt (B) größer ist als in einem Funktionalabschnitt (A, C).

Description

Lenksäule für ein Kraftfahrzeug
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Manteleinheit, in der eine Lenkspindel um eine in Längsrichtung erstreckte Längsachse drehbar gelagert ist und die mindestens zwei in Längsrichtung um einen Verstellweg relativ zueinander verstell bar geführte Mäntel aufweist, wobei in einem als Übergangsabschnitt ausgebildeten Teilab schnitt des Verstellwegs die Mäntel mit einem größeren Spiel geführt sind als in einem als Funktionalabschnitt ausgebildeten Teilabschnitt des Verstellwegs.
Eine Lenksäule für ein Kraftfahrzeug weist eine Lenkwelle mit einer Lenkspindel auf, an de ren in Fahrtrichtung hinteren, dem Fahrer zugewandten Ende ein Lenkrad zur Einbringung eines Lenkbefehls durch den Fahrer angebracht ist. Die Lenkspindel ist in einer Mantelein heit drehbar gelagert, mit der sie zusammen eine Stelleinheit bildet. Die Manteleinheit wird von einer an der Fahrzeugkarosserie befestigten Trageinheit gehalten. Verstellbare Lenksäu len ermöglichen durch eine Verstellung der Manteleinheit relativ zur Trageinheit die Einstel lung der Lenkradposition relativ zur Fahrzeugkarosserie.
Es ist bekannt, die Lenksäule in Längsrichtung, d.h. in Achsrichtung der Lenkspindel bzw. in Richtung der Längsachse, verstellbar zu gestalten, um im manuellen Fährbetrieb das Lenk rad in Bedienposition für einen bequemen manuellen Lenkeingriff an die Fahrerposition an zupassen. Bei autonom fahrenden Fahrzeugen kann im autonomen Fährbetrieb, wenn kein manueller Lenkeingriff erfolgt, die Lenksäule durch weitere Verstellung in Längsrichtung aus der Bedienposition heraus weiter zusammen geschoben werden, um das Lenkrad in eine Verstauposition außerhalb der Bedienposition zu bringen und den Fahrzeuginnenraum für eine anderweitige Nutzung freizugeben.
Zur Längsverstellung und zum Verstauen ist beispielsweise aus der DE 102018211 041 A1 eine Manteleinheit mit einer teleskopartigen Anordnung von Mänteln bekannt. Diese Mäntel umfassen ein in Fahrtrichtung vorn an der Karosserie abgestütztes, äußeres Mantelrohr, auch als unterer Mantel bezeichnet, in das ein als inneres Mantelrohr ausgebildeter oberer Mantel in Längsrichtung teleskopartig verstellbar eintaucht. Zur Längsverstellung ist ein mo torischer Verstellantrieb vorgesehen, der als Spindeltrieb ausgebildet ist und in Längsrich tung an den Mantelrohren angreift. Aus der Verstauposition, in der die Mäntel so weit wie möglich ineinander eingefahren sind, kann mittels des Verstellantriebs eine maximale Ver stellung bis in eine fahrerseitige Endposition erfolgen, in der die Mäntel maximal bis zu ei nem Endanschlag auseinandergezogen sind. Der maximale mögliche Verstellbereich zwi schen Verstauposition und Endposition definiert den Verstellweg der Lenksäule.
Im manuellen Fährbetrieb wird die Lenksäule so eingestellt, dass sich das Lenkrad in einer individuellen Bedienposition innerhalb eines Bedienbereichs befindet, welcher einen Verstell bereich von zur Eingabe von Lenkbefehlen ergonomisch sinnvollen Bedienpositionen be zeichnet. Der Bedienbereich wird durch einen definierten Funktionalabschnitt der Verstellung bereitgestellt, und auch als Komfortbereich bezeichnet. Ein weiterer Funktionalabschnitt der Verstellung kann sich im Bereich der Verstauposition befinden. Der Teilbereich des Verstell wegs, der sich im Übergang zwischen dem Bedienbereich und der Verstauposition befindet, bildet einen Übergangsabschnitt der Verstellung.
Um eine möglichst hohe Steifigkeit und Eigenfrequenz der Lenksäule zumindest im Bedien bereich, und gegebenenfalls im Verstaubereich zu gewährleisten, ist es aus der DE 10 2018211 041 A1 bekannt, die Mäntel in diesem Funktionalabschnitt als Mantelrohre mit geringem Führungsspiel passgenau ineinander zu führen. Durch die spielarme Führung entstehen beim Verstellen relativ hohe Reibungskräfte, die vom Verstellantrieb überwunden werden müssen. Zur Einstellung der Lenkradposition ist dabei nur eine geringe Verstellge schwindigkeit erforderlich, so dass ein vorteilhaft kompakter und leichter Verstellantrieb mit geringer Antriebsleitung ausreichend ist. Um mit dieser geringen Antriebsleistung auch eine relativ hohe Verstellgeschwindigkeit beim Verstauen zu ermöglichen, wird in der DE 10 2018211 041 A1 vorgeschlagen, im Übergangsabschnitt der Verstellung das Füh rungsspiel zwischen den Mantelrohren zu vergrößern, wodurch die Reibung vermindert wird. Da der Übergangsabschnitt nur beim Übergang außerhalb des Funktionsabschnitts durch laufen wird, ist dort eine geringere Steifigkeit akzeptabel. Die praktische Realisierung erfor dert jedoch eine aufwendige Bearbeitung der Mäntel zur Ausbildung von Funktions- und Übergangsabschnitten mit unterschiedlichen Abmessungen und Passungen der Mantelrohre, und eine individuelle Gestaltung der Mantelrohre zum Einsatz in Lenksäulen mit unterschied lich langen Bedien- und Übergangsbereichen.
Angesichts der vorangehend erläuterten Problematik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine angepasste Führung mit geringerem Aufwand und erhöhter Flexibilität zu er möglichen.
Darstellung der Erfindung Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Lenksäule mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Bei einer Lenksäule für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Manteleinheit, in der eine Lenk spindel um eine in Längsrichtung erstreckte Längsachse drehbar gelagert ist und die min destens zwei in Längsrichtung um einen Verstellweg relativ zueinander verstellbar geführte Mäntel aufweist, wobei in einem als Übergangsabschnitt ausgebildeten Teilabschnitt des Verstellwegs die Mäntel mit einem größeren Spiel geführt sind als in einem als Funktionalab schnitt ausgebildeten Teilabschnitt des Verstellwegs, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass ein Mantel eine Führungsbahn aufweist, und ein anderer Mantel ein Führungselement aufweist, welches in Längsrichtung geführt in die Führungsbahn eingreift und dabei in der Führungsbahn ein Führungsspiel hat, welches in einem Übergangsabschnitt größer ist als in einem Funktionalabschnitt.
Gemäß der Erfindung wird die Führung nicht wie im Stand der Technik durch die Mantel rohre selbst, sondern durch eine funktional davon unabhängig an den Mänteln bereitgestellte Führungseinrichtung erzeugt. Konkret kann hierzu an einem der Mäntel eine in Längsrich tung langgestreckte Führungsbahn fixiert sein, und an einem anderen Mantel ein mit dieser Führungsbahn korrespondierendes, in einem Führungseingriff zusammenwirkendes Füh rungselement. Durch das Zusammenwirken von Führungsbahn und Führungselement kann eine Zwangsführung in Längsrichtung bereitgestellt werden, welche unabhängig von der sonstigen Ausgestaltung der Mäntel optimierbar ist bezüglich ihrer spezifischen Führungs charakteristik über den Verstellweg. So kann beispielsweise das zwischen Führungsbahn und Führungselement bestehende Führungsspiel abschnittweise vergrößert sein, um in ei nem Übergangsabschnitt einen spielhaltigen, losen Formschluss zu erzeugen, der eine ge ringe Reibung bezüglich einer relative Verstellung der Mäntel hat. Ebenso kann allein durch eine spielarme, passgenaue Abstimmung von Führungsbahn und Führungselement eine steife Verbindung der Mäntel in einem Funktionsabschnitt erzeugt werden. Die Führungs bahn und das Führungselement können mit geringerem Aufwand gefertigt und angepasst werden, um beispielsweise unterschiedlich lange Funktional- und Übergangsabschnitte be reitzustellen, als dies durch die Bearbeitung der Mantelrohre im Stand der Technik erforder lich wäre. Dadurch kann der Fertigungsaufwand reduziert und die Flexibilität des Einsatzes erhöht werden. Die Mäntel können mindestens einen oberen Mantel und einen unteren Mantel umfassen. Der obere Mantel bezeichnet den bezüglich der Fahrtrichtung hinteren, fahrerseitigen Man tel, und der untere Mantel den in Fahrtrichtung vorderen, fahrzeug- bzw. karosserieseitigen Mantel. In der Manteleinheit kann zwischen den beiden Mänteln mindestens ein in Längs richtung vorzugsweise teleskopartig verstellbares Zwischenmantel eingesetzt sein, zur Reali sierung eines Mehrfachauszugs mit großem Verstellbereich. Erfindungsgemäße Führungs bahnen und Führungselemente können an den Mänteln und Zwischenmänteln angeordnet sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Führungsbahn und das Führungselement derart ausgebildet, dass im Übergangsabschnitt und im Funktionalabschnitt eine Verstellung be schädigungsfrei erfolgt, sprich die Führungsbahn und das Führungselement nach einer Ver stellung zueinander unbeschädigt sind, d.h. im Wesentlichen keine bleibende Verformung erfolgt, welche die Führungsfunktion merklich beeinflusst. Der Verschleiß aufgrund des Gleit kontakts nach einer Vielzahl von Verstelloperationen ist hierbei nicht als Beschädigung zu verstehen. Mit anderen Worten erfolgt zwischen dem Führungselement und der Führungs bahn keine Energieabsorption durch plastische Verformung, um einen unfallbedingte Ener gieeintrag in Verformungsarbeit abzubauen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung stehen die Führungsbahn und das Führungselement im Übergangsabschnitt außer Kontakt miteinander, sprich diese berühren sich nicht. Es kann beispielsweise eine spielhaltige Gleitführung ausgebildet sein.
Die Mäntel können teleskopierbare Mantelrohre umfassen. Eine Teleskopanordnung der Manteleinheit umfasst mindestens ein Außenmantelrohr und ein darin in Längsrichtung teles- kopierbares Innenmantelrohr, und in einem Mehrfachteleskop ein oder mehrere dazwischen eingesetzte Zwischenmantelrohre. Die Mantelrohre können einen kreisrunden, ovale oder mehreckigen Querschnitt haben. Jeweils eine erfindungsgemäße Führungsbahn und ein Führungselement können miteinander korrespondierend innen an einem äußeren Mantel und außen an einem darin eintauchenden inneren Mantel angeordnet sein. Ein Vorteil ist, dass Mantelrohre mit unterschiedlichem Querschnitt und unterschiedlichen Abmessung mit geringem konstruktiven und baulichen Aufwand mit einer erfindungsgemäßen Führungsein richtung ausgestaltet werden können.
Es ist vorteilhaft, dass die Führungsbahn und das Führungselement einen in Umfangsrich tung wirksamen Formschluss ausbilden. Ein Formschluss in Umfangsrichtung kann bei spielsweise durch einen Eingriff zwischen Führungselement und Führungsbahn in radialer Richtung bezüglich der Längsachse erzeugt werden. Dadurch kann eine Verdrehsicherung zwischen den Mänteln erzeugt werden.
Es ist möglich, dass das Führungsspiel zwischen der Führungsbahn und dem Führungsele ment im Umfangsrichtung besteht. Ein derartiges Führungsspiel kann mit vorteilhaft gerin gem Aufwand beispielsweise bei einem in Umfangsrichtung wirksamen Formschluss ausge bildet sein. Zur Ausbildung eines Übergangsbereichs kann ein loser Formschluss mit relativ großem Führungsspiel durch einen Luftspalt zwischen Führungsbahn und -element realisiert sein, wogegen in einem Funktionalbereich ein geringes Spiel zwischen in Umfangsrichtung gegeneinander gerichteten Führungsflächen von Führungsbahn und -element vorgegeben wird, beispielsweise auch durch eine spielarme oder spielfreie Verspannung der Führungs flächen mittels einer Vorspannkraft. Das radiale Spiel zwischen den Mänteln, beispielsweise zwischen den teleskopierenden Mantelrohren, kann unverändert beibehalten werden, so dass der Fertigungsaufwand geringer sein kann als bei der im Stand der Technik für das un terschiedliche Radialspiel erforderlichen Bearbeitung der Mantelrohre zur Bereitstellung von Funktional- und Übergangsabschnitten.
Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung kann vorsehen, dass die Führungsbahn eine langgestreckte Führungsnut aufweist, in die ein Führungsvorsprung des Führungselements eingreift, und die abschnittweise einen kleinere Nutweite hat. Die Führungsnut ist in Längs richtung erstreckt, und radial bezüglich der Längsachse offen. Der korrespondierende Füh rungsvorsprung kann beispielsweise zapfen- oder stegförmig sein und radial in die Füh rungsnut hineinragen. Die Führungsnut ist in Längsrichtung und bevorzugt auch in Umfangs richtung fixiert außen an einem inneren Mantel oder innen an einem äußeren Mantel ange bracht, und der korrespondierende Führungsvorsprung entsprechend radial gegenüberlie gend an dem jeweils anderen Mantel. Durch eine verringerte Nutweite (Nutbreite) der Füh rungsnut in einem Teilabschnitt wird das seitliche Führungsspiel, d.h. das in Umfangsrich tung zwischen den Nutflanken der Führungsnut und dem Führungsvorsprung bestehende Führungsspiel verringert und ein Funktionalabschnitt bereitgestellt. Außerhalb eine derarti gen Funktionalabschnitts kann einfach durch eine größere Nutweite ein Übergangsabschnitt mit größerem Führungsspiel bereitgestellt werden, in dem der Führungsvorsprung seitlich, also in Umfangsrichtung einen Luftspalt zu den Nutflanken hat, so dass ein loser Form schluss besteht. Dabei ist vorteilhaft, dass eine Führungsnut mit unterschiedlicher Nutweite mit geringem Aufwand erzeugt werden kann. Es kann eine im Betrieb zuverlässige und prä zise Längsführung gewährleistet werden. Die Führungsnut kann endseitig geschlossen sein, um einen Längsanschlag für den Füh rungsvorsprung bereitzustellen, bevorzugt an beiden Enden, oder auch nur an einem Ende.
Es kann vorgesehen sein, dass die Führungsbahn einen langgestreckten Führungsvor sprung aufweist, der in eine Führungsausnehmung des Führungselements eingreift, und der abschnittweise eine größere Stegbreite hat. Der Führungsvorsprung ist in Längsrichtung er streckt, und steht radial bezüglich der Längsachse vor, und kann beispielsweise Steg- oder schienenartig ausgebildet sein. Die korrespondierende Führungsausnehmung kann bei spielsweise nutförmig sein und den Führungsvorsprung umgreifen, d.h. der Führungsvor sprung ragt radial in die Führungsausnehmung hinein. Der Führungsvorsprung ist in Längs richtung und bevorzugt auch in Umfangsrichtung fixiert außen an einem inneren Mantel oder innen an einem äußeren Mantel angebracht, und die korrespondierende Führungsausneh mung entsprechend radial gegenüberliegend an dem jeweils anderen Mantel. Durch eine verringerte Breite des Führungsvorsprungs in einem Teilabschnitt kann das seitliche Füh rungsspiel, also das in Umfangsrichtung zwischen den Nutflanken der Führungsnut und dem Führungsvorsprung bestehende Spiel verringert und ein Funktionalabschnitt bereitgestellt werden. Außerhalb eine derartigen Funktionalabschnitts kann einfach durch eine kleinere Breite ein Übergangsabschnitt mit größerem Führungsspiel bereitgestellt werden, in dem der Führungsvorsprung seitlich, also in Umfangsrichtung einen Luftspalt zu den Flanken der Führungsausnehmung hat, so dass ein loser Formschluss besteht. Dabei ist vorteilhaft, dass ein Führungsvorsprung mit unterschiedlicher Breite mit geringem Aufwand erzeugt werden kann. Es kann eine im Betrieb zuverlässige und präzise Längsführung gewährleistet werden
Es ist möglich, dass ein geringeres Führungsspiel in einem Endabschnitt oder in beiden End abschnitten der Führungsbahn ausgebildet ist. Die Länge der Führungsbahn ist so bemes sen, dass das Führungselement um den Verstellweg der Manteleinheit darin entlangbewegt werden kann. Durch das abschnittweise geringere Führungsspiel kann ein Funktionalab schnitt in dem Endbereich der Führungsbahn gebildet sein, indem sich das Führungselement befindet, wenn der Bedienbereich der Lenksäule eingestellt ist, also die Mäntel auseinander gezogen sind. Es kann auch vorgesehen sein, dass in dem anderen Endabschnitt, welcher der zusammengeschobenen Verstauposition der Mäntel entspricht ebenfalls ein Funktional abschnitt realisiert wird, um eine sichere und vibrationsfreie Fixierung in der Verstauposition zu ermöglichen.
Es kann bevorzugt vorgesehen sein, dass die Führungsbahn einen Führungsbahnkörper und/oder das Führungselement einen Führungselementkörper aufweisen, der an einem Mantel angebracht oder ausgebildet ist. Der Führungsbahnkörper ist in Längsrichtung lang gestreckt ausgebildet, und kann beispielsweise einen Profilkörper mit einer Führungsnut o- der/und einem Führungsvorsprung umfassen. Damit korrespondierend kann der Führungs elementkörper mit einem Führungsvorsprung oder einer Führungsausnehmung ausgebildet sein.
Eine vorteilhafte Ausführung ist, dass der Führungsbahnkörper und/oder der Führungsele mentkörper separat ausgebildet und mit einem Mantel verbunden ist. Dadurch kann die Länge von Funktional- und Übergangsabschnitten erfindungsgemäß an dem Führungsbahn körper und/oder dem Führungselementkörper zunächst unabhängig von der Mantelrohran ordnung vorgegeben werden. Anschließend kann die Fixierung an den Mänteln erfolgen, wodurch die Manteleinheit mit einer vorgegebenen Führungscharakteristik ausgestattet wer den kann. Ein Vorteil ist, dass unterschiedliche Führungscharakteristiken allein durch ent sprechende Anpassung der Führung erfolgen können, bei ansonsten unveränderten Män teln. Dadurch kann der Konstruktions-, Fertigungs- und Lageraufwand verringert, und die Flexibilität der Anwendung erhöht werden.
Die Verbindung zwischen Führungsbahn- und/oder Führungselementkörper und einem Man telrohr kann mittels Befestigungselementen oder sonstiger bevorzugt form- und/oder stoff schlüssiger Verbindungsverfahren erfolgen.
Es ist auch denkbar und möglich einen Führungsbahnkörper und/oder einen Führungsele mentkörper integriert mit einem Mantel auszubilden, beispielsweise einstückig, oder eine Kombination aus separaten und integrierten Führungsbahn- und Führungselementkörpern vorzusehen.
Es kann weiterhin vorteilhaft sein, dass der Führungsbahnkörper und/oder der Führungsele mentkörper aus einem von einem Mantel unterschiedlichen Material ausgebildet sind. Dadurch kann beispielsweise eine optimierte Gleitführung zwischen Führungsbahn und Füh rungselement realisiert werden. Während die Mäntel zumeist aus Stahl-, Aluminium- oder Magnesiumlegierungen gefertigt sind, können die Führungsbahnen oder-elemente ein Bunt metall, oder bevorzugt einen Kunststoff umfassen. Durch die guten Gleit- und Führungsei genschaften einer derartigen Materialpaarung kann eine spielarme und steife, und dabei leichtgängig verstellbare Führung bereitgestellt werden. Zur Verstellung kann ein motorischer Verstellantrieb vorgesehen sein, der derart mit den Mänteln gekoppelt ist, um die Mäntel relativ zueinander zu verstellen, zumindest in Längs richtung. Der Verstellantrieb kann beispielsweise einen Spindeltrieb umfassen, mit einer auf einer Gewindespindel angeordneten Spindelmutter, und einem elektrischen Antriebsmotor, von dem die Gewindespindel und die Spindelmutter relativ zueinander drehend antreibbar sind. Derartige Verstellantriebe sind im Stand der Technik prinzipiell bekannt und gelten als zuverlässig und robust. Dabei ist die Spindelmutter an dem einen Mantel in Längsrichtung unverschieblich angebracht, und die Gewindespindel an dem dazu teleskopierbaren anderen Mantelrohr. Von einem Antriebsmotor wird über ein geeignetes Getriebe, beispielsweise ein Schnecken- oder Riemengetriebe, die Spindelmutter oder die Gewindespindel drehend an getrieben, wodurch die relativ dazu bezüglich der Drehung feststehende Gewindespindel o- der Spindelmutter translatorisch in Richtung der Spindelachse bewegt wird, und je nach rela tiver Drehrichtung die Mäntel in Längsrichtung zusammen- oder auseinandergefahren wer den.
Eine vorteilhafte Weiterbildung kann vorsehen, dass zwischen der Führungsbahn oder dem Führungselement und einem Mantel eine Energieabsorptionseinrichtung angeordnet ist. So mit erfolgt die Energieabsorption nicht zwischen der Führungsbahn und dem Führungsele ment, sondern kraftflussmäßig und/oder räumlich zwischen der Führungsbahn oder dem Führungselement und einem der Mäntel. Beispielsweise kann hierzu vorgesehen sein, dass an sich bekannte Energieabsorptionselemente, beispielsweise Dehnungs-, Biege- Quetsch- und/oder Reißelemente, die bei einer nur im Crashfall auftretenden Relativbewegung der Mäntel in Längsrichtung unter Energieabsorption plastisch deformiert werden. Dadurch kann ein im Crashfall auf das Lenkrad aufprallender Körper definiert abgebremst werden, um die Verletzungsgefahr zu reduzieren.
Beschreibung der Zeichnungen
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnun gen näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Lenksäule in einer schematischen perspektivischen
Ansicht,
Figur 2 die Lenksäule gemäß Figur 1 in einer weiteren perspektivischen Ansicht, Figur 3 die Lenksäule gemäß Figur 2 in einer teilweise auseinander gezogenen An sicht,
Figur 4 einen vergrößerten Ausschnitt von Figur 3,
Figur 5 einen Querschnitt Q-Q durch die Lenksäule gemäß Figur 2 und 6,
Figur 6 die Lenksäule gemäß Figur 1 und 2 in einer teilweise aufgeschnittenen Seiten ansicht,
Figur 7 eine vergrößerte Detailansicht der Führungseinrichtung von Figur 6
Figur 8 eine Führungseinrichtung in einer zweiten Ausführung in einer Ansicht analog zu Figur 7.
Ausführungsformen der Erfindung
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen ver sehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
Figuren 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Lenksäule 1 in verschiedenen perspektivi schen Ansichten von schräg links hinten (Figur 1) und schräg rechts hinten (Figur 2), bezo gen auf die Fahrtrichtung, und in Figur 3 in einer teilweise quer zur Fahrtrichtung auseinan der gezogenen Explosionsdarstellung.
Figur 3 zeigt eine teilweise schematisch aufgeschnittene Lenksäule 1 in einer Ansicht von links (der in Figur 2 und 3 sichtbaren Seite), und Figur 5 eine vergrößerte Ansicht daraus. Fi gur 5 zeigt eine Querschnittansicht Q-Q gemäß Figur 6 oder 2.
Die Lenksäule 1 umfasst eine zweiteilige Trageinheit 2 mit Befestigungsmitteln, nämlich Be festigungsöffnungen 21 zur Anbringung an einer nicht dargestellten Fahrzeugkarosserie.
Von der Trageinheit 2 ist eine Manteleinheit 3 gehalten, welche einen karosserieseitig, in Fahrtrichtung vorn liegenden, auch als unteren Mantel bezeichneten Außenmantel 31, und einen auch als oberen Mantel bezeichneten Innenmantel 32 aufweist. In dem Innenmantel 32 ist um eine in Längsrichtung erstreckte Längsachse L eine Lenkspindel 33 drehbar gela gert, die an ihrem hinteren Endabschnitt einen Anschlussabschnitt 34 zur Anbringung eines nicht dargestellten Lenkrads aufweist.
Der Innenmantel 32 ist als Mantelrohr mit einem Grundkörper mit einem runden Rohrquer schnitt ausgebildet und ist zur Längsverstellung in dem Außenmantel 31 aufgenommen und in Längsrichtung teleskopartig verstellbar, wie mit dem Doppelpfeil angedeutet. In einer Ein stellposition, die einer Betriebs- oder Bedienposition, wie in den Figuren dargestellt, ist der Mantel relativ weit aus dem Außenmantel herausgezogen, also in Figur 1 nach rechts und in den Figuren 2 bis 4 und 6 bis 8 nach rechts.
Zur Längsverstellung ist ein motorischer Verstellantrieb 5 vorgesehen, der als Spindeltrieb ausgebildet ist mit einer von einem elektrischen Motor 51 drehend antreibbaren, an dem Au ßenmantel 31 in Längsrichtung abgestützten Spindelmutter 52, in die eine in Längsrichtung erstreckte, an dem Innenmantel 32 in Längsrichtung und drehfest festgelegte Gewindespin del 53 eingreift.
Eine erfindungsgemäße Führungseinrichtung 4 umfasst eine Führungsbahn, die in Längs richtung langgestreckte, Führungsnut 41 ausgebildet ist. Diese Führungsnut 41 hat einen ra dial zur Längsachse hin offenen Nutquerschnitt, auch als Führungsquerschnitt bezeichnet, und ist in einem Führungsbahnkörper 42 eingeformt, der mittels eines Trägerelements 43 in Längsrichtung und in Umfangsrichtung bezüglich der Längsachse L fix an dem Außenmantel 31 festgelegt ist.
An dem Innenmantel 32 ist radial bezüglich der Längsachse L vorstehend ein Führungsele ment in Form eines Führungsvorsprungs 44 in Längs- und Umfangsrichtung fixiert. Der Füh rungsvorsprung 44 hat die Form eines in Längsrichtung länglichen Zapfens mit einer Breite G quer zur Längsrichtung, d.h. in Umfangsrichtung gemessen. Der Führungsvor sprung 44 ragt von einem Führungselementkörper 45 radial nach außen vor und taucht von innen derart in die Führungsnut 41 ein, dass er in Längsrichtung darin beweglich zwangsge führt ist, d.h. formschlüssig in Umfangsrichtung gestützt ist.
Der Führungsbahnkörper 42 kann zumindest im Bereich der Führungsnut 41 aus einem Kunststoff ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Führungsvorsprung 44 zu mindest im Kontaktbereich mit der Führungsnut 41 aus einem Kunststoff ausgebildet sein. Alternativ kann ein Metall eingesetzt sein oder der Führungsbahnkörper 42 ist aus einem Metall gebildet, beispielsweise als Gussbauteil oder Strangpressteil. Der Führungselementkörper 45 ist über eine Energieabsorptionseinrichtung 6 im normalen Betriebszustand außen an dem Innenmantel 32 in Längs- und Umfangsrichtung fixiert. Die Energieabsorptionseinrichtung 6 weist eine an dem Innenmantel 32 fest angebrachte Profil schiene 61 auf, die einen in Längsrichtung langgestreckten Schlitz 62 aufweist. In diesen Schlitz 62 ist ein bolzenförmiges Aufweitelement 63 eingepresst, welches auf der dem Füh rungsvorsprung 44 abgewandten Innenseite des Führungselementkörpers 45 vorsteht. Dadurch, dass das Aufweitelement 63 relativ zur Breite des Schlitzes 62 Übermaß hat, und unter lokaler Deformierung in den Schlitz 62 eingepresst ist, ist der der Führungselementkör per 45 über die Profilschiene in Längsrichtung am Innenmantel 32 fixiert. Die Gewindespin del 53 des Verstellantriebs 5 greift über diesen Führungselementkörper 45 und die Energie absorptionseinrichtung 6 zur Längsverstellung an dem Innenmantel 32 an. Nur in einem Crashfall, wenn der Innenmantel 32 mit einer extrem hohen Kraftspitze in den Außenmantel 31 hineingeschoben wird, wird das Aufweitelement 63 unter plastischer Aufweitung in Längs richtung durch den Schlitz 62 quasi entlanggepflügt, wie in Figur 4 mit dem Pfeil angedeutet ist, wobei kinetische Energie absorbiert wird.
Im normalen Verstellbetrieb ist der Führungsvorsprung 44 in der Führungsnut 41 gleitend ge führt, wie gut in dem Querschnitt Q-Q von Figur 5 erkennbar ist.
In Figur 6 und in der vergrößerten Darstellung von Figur 7 ist zur besseren Erkennbarkeit das Trägerelement 43 weggelassen, und der Trägerelementkörper 42 schematisch längs aufgeschnitten, d.h. von außen radial geöffnet dargestellt, so dass der Blick in die ansonsten nach außen geschlossene Führungsnut 41 freigegeben ist.
Erfindungsgemäß hat die Führungsnut 41 einen Funktionalabschnitt A, der sich über einen Teilabschnitt ihrer Länge erstreckt, welcher dem dargestellten Bedienbereich entspricht, in dem die Mäntel 31 und 32 in Längsrichtung relativ zueinander zur Einstellung der Lenkrad position verstellt werden können. In dem Funktionalabschnitt A hat die Führungsnut 41 quer zur Längsachse L, in Umfangsrichtung gemessen eine Nutweite W1. Diese Nutweite W1 ist mit einem geringen Führungsspiel auf die Breite G des Führungsvorsprungs 44 abgestimmt, so dass der Führungsvorsprung 44 in Längsrichtung gleitend geführt ist, und die Führung eine hohe Steifigkeit der Manteleinheit 3 erzeugt. Der Betrag des Führungsspiels ergibt sich aus der Differenz W1 - G. An den Funktionalabschnitt A schließt sich in der Einschubrichtung, die mit dem Pfeil an dem Führungsvorsprung 44 angedeutet ist, und in welcher der Innenmantel 32 beim Zusammen fahren in den Außenmantel 31 hinein bewegt wird, ein Übergangsabschnitt B an. Der ge samte mögliche Verstellweg entspricht im Wesentlichen der Summe der Abschnitte A + B.
Die Nutweite W2 in diesem Übergangsabschnitt B ist erfindungsgemäß größer als die Nut weite W1. Dadurch besteht zwischen dem Führungsvorsprung 44 und den Innenflanken der Führungsnut 41 ein größeres Führungsspiel, quer zur Längsachse L, in Umfangsrichtung ge messen, mit dem Betrag W2 - G. Es gilt: W1 < W2. Dadurch liegt beim Zusammenfahren au ßerhalb des Funktionalabschnitts A beim Eintritt in den Übergangsabschnitt B ein loser Formschluss der Führung vor, so dass die Reibung der Führung geringer ist. Die dadurch bedingte geringere Steifigkeit der Manteleinheit 3 ist akzeptabel, da der Übergangsabschnitt B nur beim Verstauen in die zusammengefahrene Verstauposition, und beim Herausfahren in die Bedienposition kurzzeitig durchlaufen wird, wobei keine Betätigung der Lenkung er folgt.
Bevorzugt weist der Führungsvorsprung 44 im Übergangsabschnitt B zusätzlich einen Ab stand zu dem Nutboden der Führungsnut 41 auf, und im Funktionalabschnitt A weist der Führungabschnitt 44 Kontakt zu dem Nutboden der Führungsnut 41 auf, wie in der Figur 5 zu erkennen ist. Somit wird das Spiel zwischen dem Führungsvorsprung 44 und der Führungs nut 41 nicht alleinig durch den Kontakt des Führungsvorsprungs 44 an den Nutflanken der Fürungsnut 41 bestimmt, sondern zusätzlich durch den Kontakt bzw. dem vorhandenen Spiel des Führungsvorsprungs 44 zu dem Nutboden der Führungsnut 41.
In der in Figur 8 gezeigten Weiterbildung befindet sich am anderen, dem Funktionalabschnitt A entgegengesetzten Endbereich des Verstellwegs im Anschluss an den Übergangsab schnitt B ein weiterer Funktionalabschnitt C, der einer zusammengefahrenen Verstauposition entspricht. Der gesamte mögliche Verstellweg entspricht somit im Wesentlichen der Summe der Abschnitte A + B + C. In dem Verstaubereich C hat die Führungsnut 41 eine Nutweite W3, die kleiner ist als die Nutweite W2 in dem Übergangsabschnitt B, wodurch eine spiel arme Führung und Halterung in der Verstauposition ermöglicht ist Es gilt: W2 > W3. Dabei ist die Steifigkeit in dem Verstaubereich C nicht so maßgeblich wie in dem Bedienbereich A, so dass W3 größer sein kann als W1 , und es gilt: W2 > W3 > W1. Es kann auch vorgesehen sein, dass W1 = W3 und W2 > W3 und W2 > W1 ist. Bezugszeichenliste
1 Lenksäule
2 Trageinheit
21 Befestigungsöffnungen 3 Manteleinheit
31 Außenmantel
32 Innenmantel
33 Lenkspindel
34 Anschlussabschnitt 4 Führungseinrichtung
41 Führungsnut
42 Führungsbahnkörper
43 Trägerelement
44 Führungsvorsprung 45 Führungselementkörper
5 Verstellantrieb
51 Motor
52 Spindelmutter
53 Gewindespindel 6 Energieabsorptionseinrichtung
61 Profilschiene
62 Schlitz
L Längsachse
G Breite Führungsvorsprung 44 A, C Funktionalabschnitt
B Übergangsabschnitt
W1 Nutweite A
W2 Nutweite B
W3 Nutweite C

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Lenksäule (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Manteleinheit (3), in der eine Lenkspindel (33) um eine in Längsrichtung erstreckte Längsachse (L) drehbar gela gert ist und die mindestens zwei in Längsrichtung um einen Verstellweg relativ zuei nander verstellbar geführte Mäntel (31, 32) aufweist, wobei in einem als Übergangs abschnitt ausgebildeten Teilabschnitt des Verstellwegs die Mäntel (31, 32) mit einem größeren Spiel geführt sind als in einem als Funktionalabschnitt ausgebildeten Teil abschnitt des Verstellwegs, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mantel (31) eine Führungsbahn (41) aufweist, und ein anderer Mantel (32) ein Führungselement (44) aufweist, welches in Längsrichtung geführt in die Füh rungsbahn (41) eingreift und dabei in der Führungsbahn (41) ein Führungsspiel (W1- G, W2-G, W3-G) hat, welches in einem Übergangsabschnitt (B) größer ist als in ei nem Funktionalabschnitt (A, C).
2. Lenksäule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn (41) und das Führungselement (44) einen in Umfangsrichtung wirksamen Formschluss ausbilden.
3. Lenksäule nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungsspiel (W1-G, W2-G, W3-G) zwischen der Führungsbahn (41) und dem Führungselement (44) im Umfangsrichtung besteht.
4. Lenksäule nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn (41) eine langgestreckte Führungsnut (41) aufweist, in die ein Führungsvorsprung (44) des Führungselements (44) eingreift, und die abschnittweise einen kleinere Nutweite (W1, W3) hat.
5. Lenksäule nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn einen langgestreckten Führungsvorsprung aufweist, der in eine Führungsausnehmung des Führungselements eingreift, und der abschnittweise eine größere Stegbreite hat.
6. Lenksäule nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein geringeres Führungsspiel (W1-G, W2-G, W3-G) in einem Endabschnitt oder in beiden Endabschnitten der Führungsbahn (41) ausgebildet ist.
7. Lenksäule nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn (41) einen Führungsbahnkörper (42) und/oder das Führungs element (44) einen Führungselementkörper (45) aufweisen, der an einem Mantel (31, 32) angebracht oder ausgebildet ist.
8. Lenksäule nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Führungsbahnkörper (42) und/oder der Führungselementkörper (45) separat ausgebildet und mit einem Mantel (31, 32) verbunden ist.
9. Lenksäule nach einem der vorangehenden Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekenn zeichnet, dass der Führungsbahnkörper (42) und/oder der Führungselementkörper (45) aus einem von einem Mantel (31, 32) unterschiedlichen Material ausgebildet sind.
10. Lenksäule nach Anspruch 9 einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das Material einen Kunststoff umfasst.
11. Lenksäule nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mäntel (31, 32) mindestens einen oberen Mantel (32) und einen unteren Mantel (31) umfassen.
12. Lenksäule nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem oberen Mantel (32) und dem unteren Mantel (31) mindestens ein Zwischenmantel angeord net ist.
13. Lenksäule nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mäntel (31, 32) teleskopierbare Mantelrohre (31, 32) umfassen.
14. Lenksäule nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das ein motorischer Verstellantrieb (6) vorgesehen ist, der derart mit den Mänteln (31, 32) gekoppelt ist, um die Mäntel (31, 32) relativ zueinander zu verstellen.
15. Lenksäule nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Führungsbahn (41) oder dem Führungselement (44) und einem Mantel (32) eine Energieabsorptionseinrichtung (6) angeordnet ist.
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